汽车整车设计与产品开发

《汽车整车设计与产品开发》对汽车整车设计与产品开发进行了系统全面的介绍，全书共14章，包括汽车整车集成及结构设计概述、汽车产品平台化开发设计、汽车总体设计、汽车总布置设计、汽车造型设计、汽车底盘设计、汽车电子电器设计、汽车车身设计、汽车内外饰设计、汽车热系统设计、汽车尺寸工程、汽车法规设计、整车试制及整车试验验证等内容。

《汽车整车设计与产品开发》编写人员除汽车主机厂具有丰富正向开发经验的研发技术专家外，还邀请了清华大学、吉林大学等具有丰富理论基础的科研教授联合编写，理论基础扎实，实用性和实战性较强。

《汽车整车设计与产品开发》适合汽车生产制造企业中的设计工程师、整车结构集成设计工程师、项目管理人员等学习参考，也可作为高等院校汽车专业师生的教学参考书。

①主编吴礼军：长安汽车整车技术高级总工程师、长安汽车新闻发言人、长安汽车北京研究院院长，项目总监，研究员级高级工程师。

②副主编李克强：中国工程院院士，清华大学教授、博士生导师，教育部长江学者特聘教授、清华大学汽车安全与节能国家重点实验室主任、中国智能网联汽车产业创新联盟专家委员会主任、国汽（北京）智能网联汽车研究有限公司首席科学家、北京市智能网联驾驶技术创新工程专家组组长。

③副主编田光宇：清华大学教授、博士生导师，原汽车工程系副主任，原清华大学汽车研究所所长，主要研究电动汽车整车集成与控制及电池系统应用技术。

④副主编王坚：长安汽车产品开发一部总经理，项目总监，研究院级高级工程师。

适读人群 ：汽车工程技术研发人员、汽车专业师生

【读者对象】

适合汽车生产制造企业中的设计工程师、整车结构集成设计工程师、项目管理人员等学习参考，也可作为高等院校汽车专业师生的教学参考书。

【图书特色】

1. 121位汽车主机厂一线技术带头人、知名高校知名教授联合编写，在具备很高工程实用价值的同时，具备相当的理论高度。本书由长安汽车公司产品CEO、高级总工程师、新闻发言人吴礼军担任主编；由中国工程院院士、清华大学教授李克强，清华大学教授田光宇，长安汽车产品开发一部总经理王坚担任副主编。

2. 多位知名高校知名教授主审把关，中国工程院李骏院士、孙逢春院士及中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华作序。北京航空航天大学交通科学与车辆学院院长杨世春教授、重庆交通大学交通运输学院院长简晓春教授等担任主审。

3. 总结在业界享有盛誉的正向自主开发整车成功实践经验，完整系统地介绍整车设计开发全过程，跨越了学术与工程界限，实现了理论与实践的有机统一，堪称面向工程师进行汽车整车设计和产品开发的一本工具书、面向汽车专业院校学子的一本教科书。

4.全彩色印刷，精装，制作精良。大量彩色图片，通俗易懂，实用、好用。

我国汽车市场经历了28年的持续增长，2018年，黄金时代戛然而止。2019年，全球车市规模销售再次缩减，幅度超过2018年。2019年，全球汽车销量约为8945.5万辆，同比下降4.3%。其中，亚洲销售4290.9万辆，同比下降7.5%，降幅虽最大，但在全球占比仍高达48.0%。一方面，2019年，我国汽车产业面临的压力进一步加大，产销量与经济效益指标均呈下降趋势，但从月度产销情况变动看，我国产销状况正逐步趋于好转。2020年，我国汽车产销量分别完成2522.5万辆和2531.1万辆，同比下降2.0%和1.9%，降幅比上年分别收窄5.5和6.3个百分点，年产销量连续12年位居全球第一。另一方面，汽车行业积极推进产业转型升级，深化创新，推动行业高质量发展，汽车工业总体运行基本平稳，我国汽车产业正由大变强。

我们要从汽车大国走向汽车强国必须要有强大的汽车研发做支撑。我国汽车的研发从无到有，已经从早期的逆向开发走向现在的正向开发、从结构开发走向性能开发。我们认为，整车集成开发分为结构开发和性能开发，或者说结构集成和性能集成，本书就是对结构开发或结构集成的知识沉淀和总结。

国内关于汽车整车设计方面的书籍很少，而全面、系统地介绍汽车整车设计及整车产品开发的书籍则更少，本书就是在此背景下编写的。我们希望给读者呈现一个较为完整的汽车整车设计与产品开发过程。

本书主要介绍汽车整车结构设计及产品开发，涵盖了汽车整车集成及结构设计概述、汽车产品平台化开发设计、汽车总体设计、汽车总布置设计、汽车造型设计、汽车底盘设计、汽车电子电器设计、汽车车身设计、汽车内外饰设计、汽车热系统设计、汽车尺寸工程、汽车法规设计、整车试制及整车试验等汽车领域设计与产品开发项目。

本书重点围绕整车结构设计进行编写，以整车开发流程为主线，进行各领域的系统设计及产品开发介绍，力求让读者比较系统地了解整车结构设计及系统开发设计过程的全貌。

本书提供的部分设计数据可供企业根据自身特点参考使用，书中客观数据部分经过了保密性处理，仅供参考。

本书由国内具有丰富实践经验的汽车工程师和理论水平较高的高校教授联合编写。

本书由吴礼军担任主编，李克强（清华大学）、田光宇（清华大学）、王坚担任副主编，同时非常荣幸地邀请了汽车行业知名的清华大学王霄锋教授，北京航空航天大学杨世春教授，吉林大学陈鑫教授、肖宏伟教授及重庆交通大学简晓春教授对全书进行了审核，他们提出了很多专业的、中肯的、严谨的修改意见，在此对他们付出的辛勤劳动表示衷心的感谢。

我们还要感谢中国工程院李骏院士、孙逢春院士及中国汽车工程学会张进华常务副理事长兼秘书长为本书作序，感谢他们在百忙之中对本书的大力支持和鼎力推荐。

书中部分内容引用和参考了来自同行、专家和学者的文献著作，在此向他们表示由衷的感谢。

由于作者知识水平有限，加之汽车技术，设计方法日新月异，书中难免有不足及疏漏之处，欢迎广大同行、专家和读者批评指正。

编 者

序1

序2

序3

前言

第1章 汽车整车集成及结构设计概述

1.1 汽车整车集成概述...

1.2 汽车整车结构设计与性能设计...

1.2.1 汽车整车结构设计...

1.2.2 汽车整车性能设计...

1.3 整车集成开发的平衡...

1.4 整车产品开发流程...

1.4.1 整车产品开发业务逻辑...

1.4.2 整车产品开发流程体系...

1.4.3 整车产品开发流程架构...

第2章 汽车产品平台化开发设计

2.1 概述...

2.1.1 平台的基本概念...

2.1.2 平台研发的历史...

2.1.3 未来趋势...

2.2 汽车平台化开发策划...

2.2.1 平台产品策划...

2.2.2 平台技术策划...

2.3 平台架构及系统方案选择与产品衍生策略...

2.3.1 动力系统方案选择与产品衍生策略...

2.3.2 底盘系统方案选择与产品衍生策略...

2.3.3 下车体系统方案选择与产品衍生策略...

2.3.4 电子电器架构系统方案选择与产品衍生策略...

2.4 平台零部件通用化策略...

2.4.1 策略分类...

2.4.2 策略实现要素...

2.4.3 策略管理...

2.5 平台架构的应用与过程管理...

2.5.1 平台架构数据库...

2.5.2 平台方案选择...

2.5.3 平台策略背离管理...

第3章 汽车总体设计

3.1 概述...

3.2 整车技术方案设计...

3.2.1 整车技术路线...

3.2.2 整车及系统技术方案...

3.3 整车技术参数设计...

3.3.1 整车主要尺寸参数设计...

3.3.2 整车质量参数设计...

3.3.3 整车性能参数设计...

3.4 整车动力性与经济性仿真设计...

3.4.1 汽油车的动力性与经济性仿真设计...

3.4.2 混合动力汽车的结构形式...

3.4.3 混合动力汽车动力性与经济性仿真设计...

3.5 整车技术状态管控...

3.5.1 产品数据及变更管理...

3.5.2 整车BOM设计...

3.5.3 整车商品化技术文件管理...

3.6 整车开发对标分析...

3.6.1 对标分析工作流程...

3.6.2 对标分析的主要内容...

3.6.3 对标分析趋势...

第4章 汽车总布置设计

4.1 概述...

4.1.1 总布置设计内容...

4.1.2 总布置设计流程...

4.2 人机布置...

4.2.1 人机布置基础...

4.2.2 整车尺寸设计...

4.2.3 整车姿态设计...

4.2.4 驾乘姿态布置...

4.2.5 视野及视认性布置...

4.2.6 驾乘空间布置...

4.2.7 操作部件布置...

4.2.8 进出性布置...

4.2.9 整车储物布置...

4.3 机械布置...

4.3.1 发动机舱布置...

4.3.2 下车体布置...

4.3.3 乘员舱布置...

4.3.4 行李舱布置...

4.3.5 管线布置...

4.3.6 维修性布置...

4.4 总布置与造型设计...

4.4.1 造型相关总布置硬点...

4.4.2 主断面设计...

4.5 布置验证...

4.5.1 DMU检查...

4.5.2 眩目验证...

4.5.3 柔性管线运动分析...

4.5.4 总布置主观评价...

4.6 汽车总布置图...

第5章 汽车造型设计

5.1 概述...

5.1.1 汽车造型设计定义...

5.1.2 汽车造型设计分类...

5.1.3 汽车造型设计开发流程...

5.2 前瞻设计...

5.2.1 前瞻设计的目的...

5.2.2 前瞻设计的定义...

5.2.3 前瞻设计的分类...

5.3 策略设计...

5.3.1 概述...

5.3.2 用户研究...

5.3.3 趋势研究...

5.3.4 家族化定义...

5.4 创意设计...

5.4.1 创意设计前置输入...

5.4.2 草图和效果图...

5.4.3 草图表现形式...

5.4.4 效果图表现形式...

5.4.5 创意设计工具的运用发展...

5.5 CMF设计...

5.5.1 概述...

5.5.2 CMF设计流程...

5.5.3 CMF设计案例...

5.5.4 CMF设计的创新发展...

5.6 UX设计...

5.6.1 概述...

5.6.2 UX设计流程...

5.6.3 UI设计流程...

5.7 CAS设计...

5.7.1 概述...

5.7.2 CAS设计流程...

5.7.3 CAS设计目标...

5.7.4 CAS设计基本要求...

5.8 VR设计...

5.8.1 概述...

5.8.2 VR设计流程...

5.8.3 VR设计目标...

5.8.4 VR设计基本要求...

5.9 模型设计...

5.9.1 概述...

5.9.2 油泥模型制作流程...

5.9.3 验证模型...

5.10 A级曲面设计...

5.10.1 概述...

5.10.2 A级曲面设计内容...

5.10.3 未来建模技术发展趋势...

第6章 汽车底盘设计

6.1 概述...

6.2 传动系统设计...

6.2.1 概述...

6.2.2 离合器...

6.2.3 变速器与操纵机构...

6.2.4 万向传动装置及驱动桥...

6.2.5 四驱系统...

6.3 悬架系统设计...

6.3.1 概述...

6.3.2 悬架系统参数计算与选择...

6.3.3 悬架结构件...

6.3.4 悬架性能件...

6.3.5 车轮...

6.3.6 轮胎...

6.3.7 电控悬架...

6.4 转向系统设计...

6.4.1 概述...

6.4.2 转向操作机构...

6.4.3 电动助力转向系统...

6.4.4 转向器和转向拉杆...

6.4.5 转向系统发展趋势...

6.5 制动系统设计...

6.5.1 概述...

6.5.2 行车制动系统...

6.5.3 驻车制动系统和应急制动系统...

6.5.4 电子制动系统...

6.5.5 制动系统发展趋势...

第7章 汽车电子电器设计

7.1 概述...

7.1.1 电子电器构成...

7.1.2 电子电器开发流程...

7.1.3 电子电器模通化设计...

7.1.4 电子电器新技术及发展趋势...

7.2 电子电气架构设计...

7.2.1 概述...

7.2.2 电子电气架构设计...

7.2.3 发展趋势...

7.3 网络通信与诊断设计...

7.3.1 概述...

7.3.2 网络通信设计...

7.3.3 诊断设计...

7.3.4 发展趋势...

7.4 电路原理设计...

7.4.1 概述...

7.4.2 电路原理设计...

7.4.3 设计验证...

7.5 HMI设计...

7.5.1 概述...

7.5.2 HMI具体设计方法...

7.5.3 发展趋势...

7.6 起动与电源系统设计...

7.6.1 概述...

7.6.2 设计边界...

7.6.3 起动与电源系统具体设计方法...

7.6.4 典型案例及发展趋势...

7.7 线束系统设计...

7.7.1 概述...

7.7.2 设计边界...

7.7.3 线束系统具体设计方法...

7.7.4 典型案例及发展趋势...

7.8 照明系统设计...

7.8.1 概述...

7.8.2 设计边界...

7.8.3 照明系统具体设计方法...

7.8.4 典型案例及发展趋势...

7.9 智能车控类产品设计...

7.9.1 概述...

7.9.2 系统需求分析...

7.9.3 系统边界设计...

7.9.4 系统架构设计...

7.9.5 系统开发设计...

7.9.6 典型案例及发展趋势...

7.10 操纵与信号装置设计...

7.10.1 概述...

7.10.2 设计边界...

7.10.3 操纵与信号装置具体设计方法...

7.10.4 操纵与信号装置发展趋势...

第8章 汽车车身设计

8.1 概述...

8.1.1 车身组成...

8.1.2 车身开发流程...

8.1.3 车身设计思路...

8.2 下车体设计...

8.2.1 下车体平台化设计...

8.2.2 发动机舱总成设计...

8.2.3 前地板总成设计...

8.2.4 后地板总成设计...

8.3 上车身设计...

8.3.1 上车身模块化设计...

8.3.2 车身主断面设计...

8.3.3 上车体设计...

8.3.4 发动机舱盖系统设计...

8.3.5 翼子板设计...

8.3.6 车门系统设计...

8.3.7 背门系统设计...

8.3.8 其他附件设计...

8.4 基于性能及验证的车身设计...

8.4.1 基于碰撞安全性能的车身设计...

8.4.2 基于NVH性能的车身设计...

8.4.3 基于可靠性的车身设计...

8.4.4 基于防腐性能的车身设计...

8.4.5 基于轻量化性能的车身设计...

8.5 基于制造工艺的车身设计...

8.5.1 基于冲压工艺的车身设计...

8.5.2 基于焊接工艺的车身设计...

8.5.3 基于涂装工艺的车身设计...

8.5.4 基于总装工艺的车身设计...

第9章 汽车内外饰设计

9.1 概述...

9.1.1 内外饰功能...

9.1.2 内外饰开发流程...

9.2 内饰设计...

9.2.1 仪表板总成设计...

9.2.2 门饰板总成设计...

9.2.3 立柱门槛装饰件设计...

9.2.4 座椅总成设计...

9.2.5 声学包装零部件设计...

9.3 外饰设计...

9.3.1 保险杠总成设计...

9.3.2 后视镜总成设计与校核...

9.3.3 发动机舱装饰件设计...

9.3.4 轮系及底部护板设计...

9.3.5 外装饰件设计...

9.4 内外饰表面处理及纹理设计...

9.4.1 内外饰常见表面处理工艺...

9.4.2 内外饰表面处理工艺搭配设计原则...

9.4.3 内外饰纹理设计...

9.5 内外饰仿真和工装设计验证...

9.5.1 结构虚拟仿真分析...

9.5.2 工艺虚拟仿真分析...

9.5.3 模具设计...

9.5.4 检具设计...

9.5.5 内外饰通用验证...

第10章 汽车热系统设计

10.1 热系统总体设计...

10.1.1 空调系统设计...

10.1.2 冷却系统设计...

10.1.3 控制系统设计...

10.1.4 热系统集成设计...

10.2 空调系统零部件设计...

10.2.1 暖通空调总成设计...

10.2.2 压缩机总成设计...

10.2.3 冷凝器总成设计...

10.2.4 电池冷却器设计...

10.3 冷却系统零部件设计...

10.3.1 散热器设计...

10.3.2 中冷器设计...

10.3.3 冷却风扇设计...

10.3.4 膨胀箱设计...

10.3.5 变速器油冷器设计...

10.3.6 电动辅助冷却液泵设计...

10.4 控制系统零部件设计...

10.4.1 空调控制器总成设计...

10.4.2 传感器与执行器设计...

第11章 汽车尺寸工程

11.1 概述...

11.1.1 尺寸工程简介...

11.1.2 尺寸工程开发流程...

11.2 尺寸工程目标制订...

11.2.1 整车DTS目标制订...

11.2.2 目标校核及分解...

11.3 尺寸工程定位公差设计...

11.3.1 定位基准设计...

11.3.2 GD&T设计...

11.4 尺寸工程公差分析...

11.4.1 尺寸链基础知识...

11.4.2 一维尺寸链公差计算分析...

11.4.3 三维尺寸链公差仿真分析...

11.5 尺寸工程测量点设计...

11.5.1 整车级测量点设计...

11.5.2 白车身级测量点设计...

11.5.3 零部件级测量点设计...

11.6 尺寸工程评价与验收...

11.6.1 尺寸工程评价方法...

11.6.2 尺寸工程验收...

第12章 汽车法规设计

12.1 概述...

12.1.1 汽车技术法规...

12.1.2 汽车认证制度...

12.1.3 汽车法规设计...

12.2 汽车产品法规管理...

12.2.1 汽车法规预测分析...

12.2.2 汽车法规锁定与导入...

12.2.3 汽车产品法规符合性分析...

12.3 汽车产品认证...

12.3.1 汽车产品认证概述...

12.3.2 汽车产品认证申报...

12.3.3 汽车产品认证结果应用...

12.4 汽车法规一致性...

12.4.1 法规一致性概述...

12.4.2 汽车法规一致性核查...

12.4.3 汽车法规一致性试验...

第13章 整车试制

13.1 概述...

13.2 试制开发流程...

13.2.1 样车试制开发...

13.2.2 模型试制开发...

13.2.3 样件试制开发...

13.3 试制新技术应用...

13.3.1 虚拟验证技术...

13.3.2 新材料连接技术...

13.3.3 快速模具技术...

第14章 整车试验验证

14.1 概述...

14.1.1 汽车试验的目的...

14.1.2 汽车试验分类...

14.1.3 典型试验设备设施...

14.2 汽车试验开发...

14.2.1 汽车试验管理...

14.2.2 汽车试验体系...

14.2.3 汽车试验开发流程...

14.3 汽车典型试验简介...

14.3.1 主观评价...

14.3.2 基本性能测试...

14.3.3 油耗、排放试验...

14.3.4 整车道路试验...

14.3.5 环境试验...

14.3.6 电子电器试验...

14.3.7 台架试验...

14.3.8 NVH试验...

14.3.9 碰撞安全试验...

参考文献...